[发明专利]车辆主动减振降噪系统及方法

说明书

本发明提供一种车辆主动减振降噪系统及方法，包括：用于采集并处理发动机振动位移信号的参考采集处理模块、用于采集并处理车身内部振动噪声信号的振动噪声采集处理模块、用于产生与车身振动噪声信号相反的抵消噪声信号的控制源、用于采集和处理抵消噪声信号的误差采集处理模块和控制模块；所述控制模块的输入端与参考采集模块的输出端连接，用于接收发动机振动信号，产生激励信号；本发明能根据车身振动的变化自适应调节激励信号以使抵消车身内部振动后的残留信号能达到极小值，并使用于抵消车身内部振动的作动产生的噪声能够基本忽略不计，提高了车辆主动减振降噪的精度和速度，计算量小，实时性好、适用范围广，稳定性高。

技术领域

本发明涉及噪声控制领域，具体涉及一种车辆主动减振降噪系统及方法。

背景技术

目前，车辆减振降噪主要使用具有隔振，隔声，消声，吸声的材料来进行，其基本原理就是利用声波与材料之间的相互机械作用，使声能转化为其他形式的能量以减少噪声。这些方法对于高频噪声的降噪效果比较明显，但对于低频噪声就无法取得良好的效果。并且这些方法所用的材料体积和重量大，不利于车辆的燃油经济性。而低频噪声会增加车内乘客的不舒适感，严重时会使人感到恶心，呕吐等现象。目前，主动减振可以有效抑制车内的低频噪声，其原理是当车身振动时，传感器将检测到的位移信号通过低通滤波器经A/D转换器转换后传入控制算法，控制算法计算出控制信号后，将控制信号经D/A转换器转换后通过重构滤波器经功率放大器放大后施加给压电作动器，压电作动器输出与车身振动方向相反、大小相等的位移，对车身结构变形进行调整，从而抑制车身振动，降低车内噪声。

FxLMS算法因其结构简单，计算复杂度低，能够进行实时控制等优点而被广泛应用于主动减振降噪中。但它需要一个与振动信号相关联的参考信号，而在实际的过程中，传感器在采集参考信号时会混入其他不相干的干扰信号，这就会使得算法在计算过程中混入错误信息，导致算法收敛速度慢，残余误差会出现大幅度波动，甚至会出现算法无法收敛的情况。且传统的FxLMS算法中的次级通道通常采用离线建模，这就无法适用于次级通道变化范围较大的情况，此外，对于未知的不断变化的主通道，FxLMS算法也无法保持良好的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种车辆主动减振降噪系统及方法，过滤掉采集的参考信号存在的干扰信号，并对主通道的估计模型和控制通道的估计模型进行在线建模，解决了传统的FxLMS算法收敛速度慢或无法收敛的问题，能够在主通道发生突变时仍保持很好的稳定性，并适应控制通道变化范围较大的情况，本发明能根据车身振动的变化自适应调节激励信号以使抵消车身内部振动后的残留信号能达到极小值，并使用于抵消车身内部振动的作动产生的噪声能够基本忽略不计，提高了车辆主动减振降噪的精度和速度，计算量小，实时性好、适用范围广，稳定性高。

本发明提供一种车辆主动减振降噪系统，包括用于采集并处理发动机振动位移信号的参考采集处理模块、用于采集并处理车身内部振动噪声信号的振动噪声采集处理模块、用于产生与车身振动噪声信号相反的抵消噪声信号的控制源、用于采集和处理抵消噪声信号的误差采集处理模块和控制模块；

所述控制模块的输入端与参考采集模块的输出端连接，用于接收发动机振动信号，产生激励信号；

所述控制模块的输出端与控制源的输入端连接，用于向控制源发出激励信号，使控制源产生与车身振动噪声信号相反的抵消噪声信号。

进一步，参考采集处理模块包括位移传感器Ⅰ、低通滤波器Ⅰ、A/D转换器Ⅰ和TD滤波器；

所述位移传感器Ⅰ固定安装在发动机支架上，用于采集发动机转动产生的发动机振动位移信号并发送发动机振动位移信号到低通滤波器Ⅰ；所述发动机振动位移信号依次通过低通滤波器Ⅰ、A/D转换器Ⅰ和TD滤波器的处理，得到参考输入信号X₁(n)；